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IGBT产业简述及产业前景分析

2015-12-22 16:23      责任编辑:李蕊    来源:www.newsijie.com    点击:
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IGBT产业简述及产业前景分析
 
        功率半导体的发展始于20世纪50年代,目前已经发展到了第四代,IGBT作为目前广泛采用的第三代功率半导体核心器件,具备处理大功率能量的能力,并具有快速开关和易于驱动控制的优点。长期以来,IGBT的核心技术和产业大多为欧美半导体厂商所垄断,国内企业对该产品的研发大多处于起步阶段,国产IGBT模块国内市场占有率不足5%。

        IGBT中文全称绝缘栅双极型晶体管,是由三极管和MOS管组成的功率半导体器件。它融合了三极管、MOS管的优点,具有易于驱动,控制简单、开关频率高、导通电压低,通态电流大,损耗小的优点,广泛应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。被业界誉为变频变流装置的“CPU”,绿色能源的“核心”。目前全球IGBT需求量超过1000亿元,每年的复合增长率在25%以上。

        IGBT产品广泛应用于高效电源、智能电网、有源滤波、变频器、电机调速、电磁炉、电焊机、新能源等领域。当前,全球IGBT芯片技术主要集中在欧美和日本企业手中,我国只有少数企业从事中小功率IGBT的封装,并且尚未形成产业规模。芯片技术的落后致使我国IGBT市场被欧美、日本企业所垄断。

        为鼓励国产IGBT芯片研发,国家发改委、科技部等部委先后出台相关政策给予支持,我国IGBT产业联盟也于2014年10月成立。据我国电力电子专家组预计,到2018年IGBT国产化程度将达到或接近50%。

        中国IGBT优秀企业不多,南车时代、比亚迪等主要为自己的高铁和新能源汽车做配套;华微电子属于国内在消费类IGBT市场的龙头企业,此前主要产品是第四代产品,和国际龙头差距较大,近期该公司重点推进了第六代产品研发;上海先进是国内最早进入IGBT制造领域的企业之一,通过20多年的发展,目前已经为国内外客户生产制造了IGBT晶圆达80多万片,上海先进IGBT的芯片制造技术在国内处于领先地位。

        由于IGBT在新兴领域的应用,对IGBT产业提出了更高的要求。以电动汽车为例,对IGBT需求有几方面:一个是高的功率密度,精细结构和功能集成可以增加功率密度,这需融合先进的微电子工艺技术;其次是它的高工作温度,更高结温和智能化的芯片,可实现更健康的芯片管理;复杂的应用工况,对IGBT的可靠性提出更高要求,铜功率互联、压接式封装等新型封装技术可大幅提高IGBT模块的可靠性。另外,随着IGBT性能不断逼近硅材料的极限,碳化硅、氮化镓等新材料将成为未来功率半导体的发展方向。

        新思界产业研究中心认为,IGBT对于战略性新兴产业的重要促进作用也是国家将其作为国家战略层面的原因。但在我国IGBT产业创新体制、产业链不完善,配套体制薄弱的情况下, 还需要国家扶持,推IGBT产业向产业集群化、规模化发展。

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